最近对豆科植物的一项研究发现,在根瘤菌共生过程中,铁侠(IMA)肽在促进铁收集到根瘤中的作用。这个过程对固氮至关重要,固氮是植物生长和氮稳态的一个关键方面。来源:SciTechDaily.com
豆科植物中的IMA肽增强了固氮所需的铁获取,为可持续农业实践提供了见解。
豆科植物具有根瘤菌共生机制,通过固氮细菌根瘤菌有效获取生长必需的大量营养物质氮。根瘤是植物根系上促进共生关系的器官。根瘤菌寄生在这些根瘤上,通过将空气中的氮转化为氨来固定氮。铁是催化固氮的酶所必需的;然而,铁在哪里以及如何被运输到根瘤并用于固氮在很大程度上是未知的。
发现IMA肽的作用
本研究以豆科模式植物日本莲花(Lotus japonicus)为研究对象,对根瘤菌共生过程中植物体内氮的状况进行了转录组分析。铁人(IMA)肽由大约50个氨基酸组成,在根瘤菌感染后,其系统功能(茎和根系统)将铁收集到根瘤中。
比较分析的启示
此外,还分析了IMA肽在L. japonicus和拟南芥(一种无根瘤菌共生的植物)中的功能。在这两种植物中,IMA肽通过获取铁来应对植物体内氮浓度的增加,从而维持氮的稳态,从而调节植物的生长。
该研究小组先前确定了一种调节根瘤菌共生的机制,以响应土壤中氮的存在。本研究在前人研究的基础上,阐明了植物对氮的铁获取机制,为进一步了解植物对环境的适应机制提供了基础。
有限公司对可持续农业做法的贡献
这些发现为新技术的发展提供了希望,这些新技术通过最大化植物在养分利用方面的微生物共生能力,为可持续社会做出贡献。
参考文献:“IMA肽通过根据内部氮状态提供铁来调节根结瘤和氮稳态”,作者:伊藤Momoyo,田岛Yuri,小川大西Mari,西田汉娜,野崎昭平,野田Momona, Sotta Naoyuki,川井Kensuke,神谷Takehiro,藤原Toru,松林义胜和Suzaki Takuya, 2024年1月29日,Nature Communications。DOI: 10.1038 / s41467 - 024 - 44865 - 4
本研究得到了文部科学省KAKENHI基金(JP20H05908和JP23H02495 to T.S.)的支持;JSTMirai程序(JPMJMI20E4